(57)【要約】  本発明は、医療用結合ユニット１、１ａ、１ｂと医療用結合ユニットに結合された医療用センサ２、２ａとの間で電気信号を伝送するための医療用結合ユニットに関する。医療用結合ユニットは、第１の表面１２内又は表面上にある複数の第１の電気式接点１１、及び第１の表面の反対側にある第２の表面１４内又は表面上にある複数の第２の電気式接点１３を備える、結合ユニット側コネクタ１０と、複数の第１及び第２の電気式接点１１、１３のうちの１つ又は複数の接点で得られる電気信号を分析し、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの種類、及び医療用結合ユニットに結合された医療用センサのセンサ側コネクタの向き、のうちの１つ又は複数を検出するためのコネクタインタフェース１５とを備える。本発明はさらに、センサ側コネクタ２０に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用結合ユニットと前記医療用結合ユニットに結合される医療用センサとの間で電気信号を伝送するための当該医療用結合ユニットであって、前記医療用結合ユニットは、
第１の表面内又は第１の表面上にある複数の第１の電気式接点と、前記第１の表面の反対側にある第２の表面内又は第２の表面上にある複数の第２の電気式接点とを備える、結合ユニット側コネクタと、
複数の前記第１及び第２の電気式接点のうちの１つ又は複数の接点で得られる電気信号を分析し、所定の電気式接点間のインピーダンス及び／又は電圧を評価することによって、前記医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在、前記医療用結合ユニットに結合された前記医療用センサの種類、及び前記医療用結合ユニットに結合された前記医療用センサのセンサ側コネクタの向き、のうちの１つ又は複数を検出するためのコネクタインタフェースとを備える、医療用結合ユニット。
【請求項２】
前記コネクタインタフェースは、存在検出用接点として働く１つの第１の電気式接点と１つの第２の電気式接点との間のインピーダンスを評価して、医療用センサが前記医療用結合ユニットに結合されているかどうかを検出するか、及び／又は、前記医療用センサの種類を検出する、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項３】
前記コネクタインタフェースは、存在検出用接点として働く１つの第１の電気式接点と１つの第２の電気式接点との間の電圧を、前記存在検出用接点の１つに送られるテスト電流に応答して、測定する、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項４】
前記存在検出用接点は、それぞれ前記複数の第１の電気式接点及び前記複数の第２の電気式接点の間の中央の電気式接点である、請求項２又は３に記載の医療用結合ユニット。
【請求項５】
前記コネクタインタフェースは、短絡した接点数を検出して、前記医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在及び／若しくは種類を検出するか、並びに／又は前記医療用結合ユニットに結合された前記医療用センサのセンサ側コネクタの向きを検出する、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項６】
前記コネクタインタフェースは、一対又は複数の対の電気式接点間のインピーダンスを評価して、前記医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在及び／若しくは種類を検出するか、並びに／又は前記医療用結合ユニットに結合された前記医療用センサのセンサ側コネクタの向きを検出する、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項７】
前記複数の第１及び第２の電気式接点のうちの１つ又は複数の接点で受信された電気信号を評価するための測定ユニットと、
前記医療用結合ユニットに結合された医療用センサの検出された種類及び／又は向きに基づいて、前記測定ユニットの構成及び／又は評価を管理するための測定管理ユニットとをさらに備える、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項８】
前記結合ユニット側コネクタを介して、接続された医療用センサを管理するためのセンサ管理ユニット、並びに／又は前記結合ユニット側コネクタを介して、接続された医療用センサ及び／若しくは接続されたセンサ側コネクタに電力供給するための電源ユニットをさらに備える、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項９】
前記結合ユニット側コネクタが、ソケットとして構成されたセンサ側コネクタにプラグ接続するためのプラグとして構成されるか、又は、前記結合ユニット側コネクタが、プラグとして構成されたセンサ側コネクタをプラグ接続するためのソケットとして構成される、請求項１に記載の医療用結合ユニット。
【請求項１０】
医療用結合ユニットとセンサ側コネクタに接続された医療用センサユニットとの間で電気信号を伝送するための当該センサ側コネクタであって、前記センサ側コネクタは、
第１の表面内又は第１の表面上にある複数の第１の電気式接点、及び前記第１の表面と反対側にある、第２の表面内又は第２の表面上にある複数の第２の電気式接点と、
１つ又は複数の第１の電気式接点を第２の電気式接点のそれぞれに点対称に接続するための１つ又は複数の内部接続部と、
保護回路と
を備える、センサ側コネクタ。
【請求項１１】
基準接点をさらに備える、請求項１０に記載のセンサ側コネクタ。
【請求項１２】
前記保護回路は、前記医療用センサユニットからの入力信号が入力される１つ又は複数の入力端子間に結合された保護抵抗及び／又は前記基準接点と、前記第１及び第２の電気式接点の１つ又は複数との間に結合された、１つ又は複数の保護サイリスタを備える、請求項１１に記載のセンサ側コネクタ。
【請求項１３】
１つの第１の電気式接点及び１つの第２の電気式接点が、前記センサユニットを前記センサ側コネクタに接続するケーブルのシールド接点に接続する、請求項１０に記載のセンサ側コネクタ。
【請求項１４】
前記１つの第１の電気式接点及び前記１つの第２の電気式接点は、それぞれ前記複数の第１の電気式接点及び前記複数の第２の電気式接点の間の中央の電気式接点である、請求項１３に記載のセンサ側コネクタ。
【請求項１５】
前記第１及び第２の電気式接点の間に結合されるダイオードと、
第１の電気式接点と第２の電気式接点との間の第１のインピーダンス測定抵抗と、
一対の第１の電気式接点間又は一対の第２の電気式接点間の第２のインピーダンス測定抵抗と、
電子メモリとのうちの１つ又は複数をさらに備える、請求項１３に記載のセンサ側コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用結合ユニットと医療用結合ユニットに結合された医療用センサとの間で、電気信号を伝送するための、医療用結合ユニットに関する。本発明はさらに、医療用結合ユニットとセンサ側コネクタに接続された医療用センサユニットとの間で、電気信号を伝送するためのセンサ側コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
バイタルサインモニタリング機器は、一般的に健康管理用途に使用される。頻繁にモニタされるバイタルサインには、心電図（ＥＣＧ）、血中酸素濃度（ＳｐＯ２）、呼吸、血圧（侵襲性血圧：ＩＢＰ、非侵襲性血圧：ＮＩＢＰ）及び体温が含まれる。用途及び治療環境に応じて、精度、消費電力、機能など、測定に対する要求は異なる。病院内で使用するためのモニタの例として、フィリップス社から市販のＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅ  ＭＰ３０がある。モジュールはプラグイン型の測定サーバユニットと共に動作し、患者が病床につく病院内での使用に向けたものである。様々なパラメータをモニタするために、それぞれの異なるセンサに対して、専用のコネクタが設けられている。
【０００３】
様々な状況で患者のバイタルサインをモニタする必要があり、そのために特定のモニタが開発されてきた。たとえば、フィリップス社から市販のＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅ  ＭＸ４０は、患者に、より優れた移動性を提供する。この装置は専用のコネクタとケーブルとを有し、モニタの上面側に接続する。
【０００４】
近い将来には、連続する治療全体にわたって使用可能な、新しいモニタリングプラットフォームが開発されると予想される。患者の良い快適性のために、このような次世代モジュールは着用できて軽量、しかも小型でなければならない。このことは、接続部に課題をもたらす。したがって、このような新しいモニタリングプラットフォームに対応する医療用コネクタの設計を提供する必要がある。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１４／０２７５８７３  Ａ１号では、医療用センサをモニタに結合するよう構成されたコネクタを有する患者モニタリングシステムが開示されている。ある実施形態によれば、このコネクタは、複数個の電気式接点を備える第１の表面、及び複数個の電気式接点を備える第２の表面を有する、積層プリント配線板を備える。第１の表面の電気式接点及び第２の表面の電気式接点は、コネクタが逆挿し可能で、コネクタがモニタに対して第１の向きにあっても又は第２の向きにあっても、医療用センサをモニタに電気的に結合することが可能になるように、構成されている。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１２／００８９３６９  Ａ１号では、医療用センサのデータマネージャが開示されている。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１１／００７７４７３  Ａ１号では、医療用センサと電子患者モニタとの間の相互通信のためのシステム、方法、及びデバイスが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、医療用結合ユニットと医療用結合ユニットに結合された医療用センサとの間で電気信号を伝送するための、汎用の医療用結合ユニットを提供することであり、このユニットは様々なバイタルサインの測定に対処することが可能な多種の測定を行うモジュール又はモニタと共に使用することができ、また連続する治療全体にわたるあらゆる状況に適用できる。
【０００９】
本発明の別の目的は、医療用結合ユニットとセンサ側のコネクタに結合される医療用センサユニットとの間で電気信号を伝送するための、対応するセンサ側コネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様では、
−  第１の表面内又は第１の表面上に複数の第１の電気式接点を備え、且つ第１の表面と反対側にある第２の表面内又は第２の表面上に複数の第２の電気式接点を備える結合ユニット側コネクタと、
−  複数の第１及び第２の電気式接点のうちの１つ又は複数で得られる電気信号を分析して、所定の電気式接点間のインピーダンス及び／又は電圧を評価することによって、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの有無、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの種類、及び医療用結合ユニットに結合された医療用センサのセンサ側コネクタの向き、のうちの１つ又は複数を検出するためのコネクタインタフェースと
を備える医療用結合ユニットが提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様では、
−  第１の表面内又は第１の表面上にある複数の第１の電気式接点、及び第１の表面と反対側にある、第２の表面内又は第２の表面上にある複数の第２の電気式接点と、
−  １つ又は複数の第１の電気式接点を、第２の電気式接点のそれぞれに、点対称に接続するための、１つ又は複数の内部接続部と、
−  保護回路と
を備えるセンサ側コネクタが提供される。
【００１２】
本発明は、医療用結合ユニットの一部として、限られた数の（汎用の）接続部を備え、それにより同じコネクタを介して様々な医療用センサを医療用結合ユニットに結合することが可能な、汎用の結合ユニット側コネクタを提供するという意図に基づくものである。医療用結合ユニットは、たとえば測定モジュール又は患者モニタである。それによって、医療用結合ユニットは、ＥＣＧ（たとえばリードが１２本以下の）、及びＳｐＯ２を含む、複数の測定に対応する。従来のモニタとは対照的に、ただ１つのコネクタを様々な測定で共用する。実行される測定に応じて、対応するセンサ（また変換器も含む）が、コネクタを介して医療用結合ユニットに接続される。さらに、医療用結合ユニットに接続できるように対応するセンサ側コネクタが接続され、それによって存在、向き、及び／又は種類の、所望の検出ができるように構成される。
【００１３】
知られているＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅモニタ内で従来から使用されているようなＥＣＧコネクタは、典型的には１２個の接点（ピンとも呼ばれる）を有している。提案する医療用結合ユニットの一実施形態は、たとえばリードが１２本以下のＥＣＧの構成に対応する。従来のＩＢＰコネクタは、ＥＣＧコネクタと等しいピン構成を有している。従来のＳｐＯ２コネクタは、８ピンを有している。
【００１４】
ここで開示する医療用結合ユニットは、以下の問題に対処していることが好ましい。ＥＣＧ（たとえば、リードが１本から１２本以下の）、及びＳｐＯ２を好ましくは含む、複数のバイタルサイン測定に対応すること。小型の設計を可能にするために、ピン／接点の数が限定されること（たとえば２０個以下の）。既存のモニタによって実現されている保護及び安全のレベルと、同じレベルを可能にすること。対称であり、機能や安全を損なうことなく逆挿しできること。選択されたＥＣＧの電極信号から得られる呼吸測定（たとえば、２線式及び４線式）に対応すること。Ｙ本のリードのＥＣＧモジュール２つで、Ｘ本のリードのＥＣＧ（たとえばＸ＝１２本、Ｙ＝５本）として機能する構成に対応すること。予備のピンによって、前方互換性があること。
【００１５】
医療用結合ユニットはコネクタインタフェースを備え、それによって医療用センサが医療用結合ユニットに接続されているかどうかを検出することと、センサのセンサ側コネクタのセンサ種類及び向きを検出することとが可能になる。オプションで、医療用結合ユニットの（及び／又はその中に含まれる任意の電子装置の）１つ又は複数の設定及び／又は機能の構成が、接続されるセンサに応じて管理され、また（（ＥＣＧ用の）リード切れ検出などの）諸機能がコネクタインタフェースに含まれる。
【００１６】
「表面内又は表面上」という表現は、広義に理解されるべきものであることに留意されたい。この表現は、本発明を、たとえばプリント回路基板上の金属配線部から実現される接点に限定するものではなく、プリント回路基板を使用しないピンなど、他の種類の接点も含むよう理解されるべきものである。
【００１７】
医療用結合ユニットの好適な実施形態によれば、前記コネクタインタフェースは、存在検出用接点として働く１つの第１の電気式接点と１つの第２の電気式接点との間のインピーダンスを評価して、医療用センサが医療用結合ユニットに結合されているかどうかを検出するか、且つ／又は、医療用センサの種類を検出するよう構成される。別の例示的な実施形態では、前記コネクタインタフェースは、存在検出用接点として働く１つの第１の電気式接点と１つの第２の電気式接点との間の電圧を、前記存在検出用接点の１つに送られるテスト電流に応答して測定するよう構成される。医療用結合ユニット内に多くの追加回路なしに、容易にインピーダンスを評価し、且つ／又は電圧を測定することが可能であり、それは確実な結果をもたらす。
【００１８】
前記存在検出用接点は、それぞれ複数の第１の電気式接点及び複数の第２の電気式接点の間の中央の電気式接点であることが好ましい。
【００１９】
接続された医療用センサ又はセンサ側コネクタそれぞれの存在、種類、及び／又は向きを検出するためのコネクタインタフェースには、様々なオプションがある。一実施形態では、前記コネクタインタフェースは、短絡した接点数を検出するように構成され、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在及び／又は種類を検出し、且つ／或いは医療用結合ユニットに結合された医療用センサのセンサ側コネクタの向きを検出する。別の実施形態では、前記コネクタインタフェースは、一対又は複数の対の電気式接点間のインピーダンスを評価して、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの存在及び／又は種類を検出するか、且つ／或いは医療用結合ユニットに結合された医療用センサのセンサ側コネクタの向きを検出するよう構成される。
【００２０】
医療用結合ユニットはさらに、複数の第１及び第２の電気式接点のうちの１つ又は複数の接点で受信された電気信号を評価するための測定ユニットと、医療用結合ユニットに結合された医療用センサの、検出された種類及び／又は向きに基づいて、測定ユニットの構成及び／又は評価を管理するための測定管理ユニットとを備える。たとえば、測定モード、測定された値の評価などは、このようにして管理される。
【００２１】
医療用結合ユニットはさらに、結合ユニット側コネクタを介して接続された医療用センサを管理するためのセンサ管理ユニット、並びに／或いは結合ユニット側コネクタを介して接続された医療用センサ及び／又は接続されたセンサ側コネクタに電力供給するための電源ユニットを備える。
【００２２】
たとえば所望の設計又はユーザの要求に応じて、結合ユニット側コネクタは、ソケットとして構成されたセンサ側コネクタにプラグ接続するためのプラグとして構成されてもよく、或いは前記結合ユニット側コネクタが、プラグとして構成されたセンサ側コネクタを結合ユニット側コネクタにプラグ接続するためのソケットとして構成されてもよい。これによって、プラグ及びソケットの構成はまた、雄型及び雌型の構成と考えられる。
【００２３】
センサ側コネクタ内部の点対称の接続により、センサ側コネクタは結合ユニット側コネクタにどちらの向きにでも接続されることが可能になるが、センサ側コネクタのいくつかの端子は、結合されるセンサ側コネクタの向きに関わらず医療用結合ユニット内部の同じノードに常に接続される。これは特に、安全及び保護の理由に関連するものである。
【００２４】
センサ側コネクタの好ましい実施形態において、センサ側コネクタは、基準接点、たとえばシールド（すなわち、接地された）接点をさらに備える。さらに、センサ側コネクタは、保護回路を備える。これはたとえば、医療用結合ユニットの保護、たとえば患者モニタの、除細動のパルス印加中の保護を提供する。
【００２５】
前記保護回路はたとえば、前記基準接点及び／或いはセンサユニットからの入力信号が入力される１つ又は複数の入力端子間に結合された保護抵抗と、１つ又は複数の前記第１及び第２の接点との間に結合された、１つ又は複数のＳＩＤＡＣｔｏｒ（商標）（保護サイリスタ）を備える。保護素子は一般に、センサ側コネクタ内部に、又は医療結合ユニット内に組み込まれる。
【００２６】
別の実施形態では、１つの第１の電気式接点及び１つの第２の電気式接点が、センサユニットをセンサ側コネクタに接続するケーブルのシールド接点に接続するよう配置構成される。これは操作上の安全に寄与し、また医療用センサが医療用結合ユニットに結合されているかどうかの検出を可能にする。前記第１及び第２の接点は、好ましくは、それぞれ複数の第１の電気式接点及び複数の第２の電気式接点の間の中央の電気式接点であることが好ましい。これにより、センサ側コネクタを結合ユニット側コネクタに、異なる向きで結合することが可能になる。これは（追加で又は選択的に）、接点が回転対称の配置構成であること、及びこのような回転対称の接点を短絡させることによって、補助されるものである。
【００２７】
所望の検出をさらに改善するために、センサ側コネクタはさらに以下のうちの１つ又は複数を備える。
−  前記第１及び第２の接点間に結合されるダイオード、
−  第１の接点と第２の接点との間の、第１のインピーダンス測定抵抗、
−  一対の第１の接点又は一対の第２の接点間の、第２のインピーダンス測定抵抗、並びに
−  電子メモリ（たとえば、コネクタの存在及び／又はコネクタの種類をデジタルで認識することを可能にし、シリアル番号及び／又はセンサ固有のデータを記憶することができる、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのチップ）
【００２８】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、これ以降に記載される実施形態から明らかになり、またこれを参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明による医療用結合ユニット及びセンサの第１の実施形態を模式的に示す側断面図である。
【図１Ｂ】本発明による医療用結合ユニット及びセンサの第１の実施形態を模式的に示す上面図である。
【図１Ｃ】本発明による医療用結合ユニット及びセンサの第１の実施形態を模式的に示す正面図である。
【図２Ａ】本発明による医療用結合ユニット及びセンサの別の実施形態を模式的に示す、斜視図である。
【図２Ｂ】本発明による医療用結合ユニット及びセンサの別の実施形態を模式的に示す、概略図である。
【図２Ｃ】本発明による医療用結合ユニットのまた別の実施形態の概略図である。
【図３】よく知られた例示的な、ＥＣＧの入力保護方式を模式的に示す回路図である。
【図４Ａ】よく知られたＥＣＧのインピーダンス測定方式の、２線式回路を模式的に示す回路図である。
【図４Ｂ】よく知られたＥＣＧのインピーダンス測定方式の、４線式回路を模式的に示す回路図である。
【図５】代表的なＳｐＯ２フロントエンドを模式的に示すブロック図である。
【図６】１６ピン、リード１２本のＥＣＧコネクタを模式的に示す図である。
【図７】ＥＣＧの代表的なリード線及び幹線ケーブルの構成を模式的に示す図である。
【図８】１０ピン、リード５本のＥＣＧコネクタを模式的に示す図である。
【図９】４線式の呼吸測定を可能にする、１４ピン、リード５本のＥＣＧコネクタを模式的に示す図である。
【図１０】１６ピン完全対称のＳｐＯ２コネクタの実施形態を模式的に示す図である。
【図１１】ＳｐＯ２の１６ピンのセンサ側コネクタの別の実施形態を模式的に示す図である。
【図１２】検出電流に基づいてセンサ側コネクタの存在及び種類を検出する方法を模式的に示す、様々な信号波形図である。
【図１３】ＳｐＯ２の１０ピンのセンサ側コネクタの実施形態を模式的に示す図である。
【図１４】ＳｐＯ２の１４ピンのセンサ側コネクタの実施形態を模式的に示す図である。
【図１５】医療用結合ユニットからコネクタの接点を介して給電される能動回路に対応する、センサ側コネクタの実施形態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、医療用結合ユニット１と医療用結合ユニット１に結合された医療用センサ２との間で、電気信号を伝送するための医療用結合ユニット１の第１の実施形態を示す。側断面図（図１Ａ）、上面図（図１Ｂ）、及び正面図（図１Ｃ）を含む、様々な図が示されている。
【００３１】
医療用結合ユニット１は、第１の表面１２内又は表面１２上にある（好ましくは、第１の列に沿って）複数の第１の電気式接点１１と、第１の表面１２と反対側にある第２の表面１４内又は表面１４上にある（好ましくは、第２の列に沿って）複数の第２の電気式接点１３とを具備する、結合ユニット側コネクタ１０を備える。医療用結合ユニット１はさらに、複数の第１及び第２の電気式接点１１、１３のうちの１つ又は複数の接点で得られる電気信号を分析するためのコネクタインタフェース１５を備え、医療用結合ユニット１に結合された医療用センサ２の存在、医療用結合ユニット１に結合された医療用センサ２の種類、及び医療用結合ユニット１に結合された医療用センサ２のセンサ側コネクタ２０の向き、のうちの１つ又は複数を検出する。
【００３２】
センサ２は、第１の表面２２内又は表面２２上にある（好ましくは、第１の列に沿って）複数の第１の電気式接点２１と、第１の表面２２と反対側にある第２の表面２４内又は表面２４上にある（好ましくは、第２の列に沿って）複数の第２の電気式接点２３とを具備する、センサ側コネクタ２０を備える。センサ２はさらに、所望の測定パラメータを検知して電気信号を生成する、センサユニット２５を備える。センサユニット２５は、たとえばケーブル２６を介して、センサ側コネクタ２０と結合される。
【００３３】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示す実施形態では、結合ユニット側コネクタ１０は、プラグ（すなわち雄型のコネクタ）として形成されており、その中で第１の電気式接点１１はプラグの上面１２上に配置構成され、第２の電気式接点１３はプラグの底面１４上に配置構成される。センサ側コネクタ２０は、プラグの挿入に対応するソケット（すなわち雌型のコネクタ）として構成されており、ここで第１の電気式接点２１はソケットの上面２２内又は上面２２上に配置構成され、第２の電気式接点２３はソケットの下面２４内又は下面２４上に配置構成される。他の実施形態では、結合ユニット側コネクタはソケットとして形成され、センサ側コネクタは対応するプラグとして構成される。さらに、電気式接点の数は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示す実施形態における接点の数とは異なる。センサ２は一般に、ＥＣＧセンサ、ＳｐＯ２センサ、血圧センサ（ＩＢＰ−侵襲性血圧、ＮＩＢＰ−非侵襲性血圧）、体温センサ等、患者の生態情報を検知するための任意のセンサである。
【００３４】
それによって、提案する医療用結合ユニットは、ＥＣＧ（たとえばリードが１２本以下の）及びＳｐＯ２を含む、複数の測定に対応する。今日使用されている従来型のモニタとは対照的に、様々な測定及び様々なセンサで、ただ１つの結合ユニット側コネクタが共用される。ただし、一時に１つの測定しか実行できない。実行される測定に応じて、対応するセンサ及び／又は変換器が、結合ユニット側コネクタを介して医療用結合ユニットに接続される。
【００３５】
前述したＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅモニタで使用されているＥＣＧコネクタは、１２ピンを有している。コネクタは、リードが１２本以下のＥＣＧ構成に対応している。２個のＩＢＰコネクタが、ＥＣＧコネクタと等しいピン構成を有している。ＳｐＯ２コネクタは、８ピンを有している。提案する医療用結合ユニットの結合ユニット側コネクタの実施形態は、以下の問題点のうちの１つ又は複数に対処するものである。
・ＥＣＧ（リードが１本から、たとえば１２本以下の）及びＳｐＯ２を含む、複数のバイタルサイン測定に対応すること。
・小型設計を可能にするために、ピン数を２０ピン以下に限定すること。
・既存のモニタによって実現されている保護及び安全のレベルと、少なくとも同等のレベルを可能にすること。
・対称であり、機能及び安全を損なうことなく逆挿しできること。
・選択されたＥＣＧの電極信号から得られる、２線式及び４線式の呼吸測定に対応すること。
・Ｙ本のリードのＥＣＧモジュール２つで、Ｘ本のリードのＥＣＧとして機能する構成に対応すること（たとえばＸ＝１２本、Ｙ＝５本）。
・オプションの予備接点を用いて、たとえば、医療用結合ユニットとセンサ側コネクタ又はセンサの内部に組み込まれた電子回路との間のデジタル信号伝送のために使われるなど、前方互換性があること。
【００３６】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明による医療用結合ユニット１ａ及びセンサ２ａの別の実施形態の斜視図（図２Ａ）及び概略図（図２Ｂ）である。図２Ｃは、また別の実施形態の医療用結合ユニット１ｂの概略図である。
【００３７】
医療用結合ユニット１ａは、複数の第１及び第２の電気式接点１１、１３のうちの１つ又は複数の接点で受信された電気信号を評価する、たとえば、心拍数又は酸素飽和度を判断するための測定値を評価するための測定ユニット１６を備える。
【００３８】
さらに、オプションで、医療用結合ユニット１ａに結合された医療用センサの、検出された種類及び／又は向きに基づいて、測定ユニット１６の構成及び／又は評価を管理するための、測定管理ユニット１７が提供される。
【００３９】
医療用結合ユニット１ｂは、加えて、結合ユニット側コネクタ１０を介して接続された医療用センサ２を管理するための、センサ管理ユニット１８を含む。
【００４０】
さらに、結合ユニット側コネクタ１０を介して接続された医療用センサ及び／又は接続されたセンサ側コネクタに、電源を供給するために、電源ユニット１９が提供される。
【００４１】
コネクタインタフェース１５、測定ユニット１６、測定管理ユニット１７、及び／又はセンサ管理ユニット１８は、ハードウェア及び／又はソフトウェア、たとえば、共通のプロセッサ又は別々の複数のプロセッサで、実現される。
【００４２】
このように、医療用結合ユニット１ａの主要な機能は、センサ側コネクタが結合ユニット側コネクタに接続されているかどうかの検出、コネクタ／センサ（この種の接続の場合）の種類及び向きの検出、並びに結合されたセンサに応じた測定機能の構成の管理である。加えて、（ＥＣＧのための）リード切れ検出などの機能が提供される。
【００４３】
ＥＣＧ測定のために、以下に結合ユニット側コネクタの３つの実施形態を説明することにする。第１の実施形態は、２線式呼吸測定機能を備える、リード１２本以下のＥＣＧに対応する。第２の実施形態は、２線式呼吸測定機能を備える、リード５本以下のＥＣＧに対応する。第３の実施形態は、４線式呼吸測定機能を備える、リード５本以下のＥＣＧに対応する。
【００４４】
リード１２本ＥＣＧの１２本のリードは、表１に定義される。組成は、そこからリードの信号が引き出される実際の電極を示している。リード１本、リード３本、リード５本等のリードの組成は、リード１２本のＥＣＧのサブセットである。すなわち、リード１２本のＥＣＧに対応するコネクタは、（リード１２本未満の）すべてのＥＣＧ測定にも対応する。
【００４５】
【表１】
2019526135.tif 000003
【００４６】
表１に列挙した電極に加えて、患者に基準電圧を与えるために、右足に付ける電極ＲＬがしばしば使用される。したがって、１２本リードのＥＣＧ測定のためのセンサ側コネクタは、ＬＡ、ＲＡ、ＬＬ、Ｖ１からＶ６、及びＲＬの電極１０個とインタフェースをとらなければならない。
【００４７】
コネクタに関係するさらなる観点は、安全及び保護である。提案する医療用結合ユニットの実施形態は、オプションで、連続する治療に完全に対応するので、患者が除細動の治療を受けている間でさえも、安全及び保護の要求を満たすよう構成される。ＥＣＧフロントエンドの入力ネットワークは、通常、複数の保護機能の要素を有している。入力保護方式の例を、図３で模式的に示す。これはＢｉｌｌ  Ｌａｕｍｅｉｓｔｅｒ、「Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ  Ｂｏｌｔｓ，  Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒｓ，  Ａｎｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ  Ｓａｖｅ  Ｌｉｖｅｓ」Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｓｉｇｎ、２０１４年６月２３日（現在ｈｔｔｐ：／／ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｓｉｇｎ．ｃｏｍ／ｐｏｗｅｒ／ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ−ｂｏｌｔｓ−ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒｓ−ａｎｄ−ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ−ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ−ｓａｖｅ−ｌｉｖｅｓで入手可能）から引用したものである。
【００４８】
この保護方式の例は、１本リードのＥＣＧ測定（電極ＲＡ及びＬＡからのリードＩを評価する）に対処するものであり、右足駆動のために電極ＲＬを使用する。図３から分かるとおり、保護は、保護デバイスＩ１（ネオングローランプとして図示する）又は代替のＴＶＳ（過渡電圧サプレッサ）への電流を制限する、直列抵抗から始まる。さらに、Ｒ１はまた、患者の除細動中に、ＥＣＧ測定システムに吸収されるエネルギー量を制限する。
【００４９】
抵抗Ｒ１に続いて、保護回路はネオンランプデバイスＩ１及びＩ２へ続く。これらは、たとえば、約１００Ｖ（電圧レベルはネオンランプデバイスの種類によって変わる）に、最大電圧をクランプする。デバイスＩ１は差動で（電極間で）印加され、デバイスＩ２はシングルエンドで（電極とグラウンドとの間で）印加される。差動保護が除去される場合、電極はやはりデバイスＩ２によって保護される。図３に示すように、１本リードＥＣＧ用に使用される、３つの電極それぞれの保護回路は、ほぼ同様のものである。入力保護の手法は、複数リードＥＣＧに拡張され得る。１２本リードＥＣＧにおいて、１０の電極すべてが保護されなければならない。
【００５０】
電極と測定モジュールとの間のＥＣＧケーブルは、干渉の影響を最小化するために、シールドされることが多い。シールドは、医療用結合ユニット側から駆動され、結合ユニット側コネクタ上で使用可能でなければならない。したがって、１２本リードのＥＣＧのためのＥＣＧコネクタは、少なくとも１１の接続部（１０個の電極に１つのシールドを足して）を必要とする。
【００５１】
５本リードのＥＣＧは、５個の電極を使用し、この場合１２本リードＥＣＧ用に使用される１０個の電極のサブセットになる。ＥＣＧの測定が５本リードのＥＣＧに制限される場合は、より少ないピン数のコネクタの使用が可能である。少なくとも６ピンが必要である（５個の電極に１つのシールドを足して）。
【００５２】
ＥＣＧモニタシステムは、呼吸検出器を含むことが多い。呼吸は人体のインピーダンスに小さい変動を引き起こし、したがって呼吸の頻度を、インピーダンス測定に基づいて、２つ以上のＥＣＧ電極を介して検出することができる。少なくとも２個の電極にＡＣ信号を印加し、その結果得られるこれらの電極間の電圧を測定し、そこからインピーダンスを導き出すことができる。インピーダンス測定のための多数の構成が存在し、しばしば使われる２つの手法を、２線式及び４線式の構成と称する。この構成を、図４Ａ及び図４Ｂに示す。
【００５３】
図示されるインピーダンス測定システムは、保護デバイスを備え、これはインピーダンス測定には不要であるが、ＥＣＧ測定システムでの患者の安全のためには好ましい。
【００５４】
図４Ａに示す２線式インピーダンス測定回路は、ノードＡとノードＢとの間のインピーダンスを評価するものであり、ここでインピーダンスはＲＡＢ＝Ｒｂｏｄｙ＋２Ｒｓと等価である。抵抗Ｒｓは、図３でＲ１として図示されている保護抵抗を示している。明らかに、保護デバイス（図４ＡにおけるＳＩＤＡＣｔｏｒ）がまた並列になっていると見られるが、これらの保護デバイスは通常は小さい電圧では開回路として働き、したがってインピーダンス測定システムでは役割を果たさない。
【００５５】
呼吸検出にとって、目標は、経時的なＲｂｏｄｙの変動を測定することである。この変動は通常は小さいので、精密なインピーダンス測定システムを実現する必要がある。Ｒｂｏｄｙと直列であると見られる保護用直列抵抗Ｒｓは、測定精度を低下させる。
【００５６】
図４Ｂに示す４線式インピーダンス測定回路において、それぞれの電極は、２つの接続部を有する。一方の接続部の対は、電流ｉ＿ａｃを加えるために使用され、他方の接続部の対は、電極間の電圧を評価するために使用される。この手法では、電圧測定での抵抗Ｒｓの両端間の電圧降下が見られないので、精度が改善される。電圧メータの有する入力インピーダンスをＲｉｎ＞＞Ｒｓｖと想定した場合、抵抗Ｒｓｖの両端間の電圧降下は無視でき、Ｒｓｖがインピーダンス測定の精度を落とすことはない。２線式の呼吸測定は、電極に余分な接続部を導入しておらず、したがってすべてのＥＣＧコネクタが使用可能である。図４Ｂから分かるとおり、４線式測定法は、電極に接続部及び保護デバイスが二重に導入されて、インピーダンス測定に使用される。この二重の接続部は、センサ側コネクタ内に余分のピンを導入する。実際には、呼吸のインピーダンスは３個の電極（ＲＡ、ＬＡ、及びＬＬ）のうちの２個を使用して測定され、３つの患者側コネクタピン及び保護回路が余分になる。
【００５７】
図５は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ＡＦＥ４４０３データシート（現在ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ａｆｅ４４０３＃ｄｉａｇｒａｍｓで入手可能）で知られるような、代表的なＳｐＯ２フロントエンドのブロック図を模式的に示す。測定方法は光学式で、色が相異なる２つのＬＥＤ及び１つのフォトダイオードを使用する。ＬＥＤは通常、逆並列の構成で配置される。ＬＥＤ及びフォトダイオードは、プローブ内のＳｐＯ２測定に適した位置に配置される。通常、その位置は指又は耳である。ＳｐＯ２用のセンサ側コネクタは、フロントエンドと光学素子（ＬＥＤ及びフォトダイオード）との間を接続する。ＥＣＧについては、干渉を最小化するために、ケーブルはシールドされた又は２重シールドされたものである。シールドは、測定モジュール側から駆動され、センサ側コネクタ上で有効でなければならない。
【００５８】
場合によっては、抵抗はコネクタ内に統合され、変換器に関する情報を測定システムに供給する。たとえば、コネクタ内部の抵抗値は、ＬＥＤ波長に応じてコード化することができる。ＳｐＯ２コネクタは、少なくとも６つの接続部（２つはフォトダイオード用、２つは逆並列のＬＥＤ用、１つはシールド用、１つはコーディング抵抗用）を必要とする。一般的な目的及びある程度の後方互換性を持たせる（すなわち、センサを、アダプタを使って現存する測定システムと接続できる）ためには、２つのシールド及び２つのコーディング抵抗に対応すべきであり、接続部は少なくとも８つになる。患者とＳｐＯ２測定システムの間には電気的接続はないので、ＥＣＧのために使用されるような保護デバイスは、ほぼ必要とされない。ＳｐＯ２測定システムは、除細動によって電気的に妨害されるものではない。
【００５９】
以下に、提案する医療用結合ユニットの、様々な実施形態をより詳細に説明することにする。１つのコネクタの設計が、複数のバイタルサイン測定に対応すべきであること、コネクタの向きは機能及び安全を損ねることなしに逆挿し可能であること、並びにＥＣＧ保護回路を（部分的に）コネクタ内部に統合可能であることを含む、様々な態様を取り上げる。これらの態様は具体的に、ＥＣＧ及びＳｐＯ２の測定に対して以下に説明する。
【００６０】
たとえば図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃで開示されるような医療用結合ユニットは、好ましくは、測定機能を有する。これは、ＥＣＧ又はＳｐＯ２の測定を実行する従前の測定フロントエンドであると理解することができる。コネクタは、センサ側コネクタが挿入されているかどうかの検出、センサ側コネクタ種類（たとえば、ＥＣＧ又はＳｐＯ２）の検出、及びセンサ側コネクタの向きの検出を実行することができるコネクタインタフェース１５と組み合わせて動作するよう意図されている。さらに、適用されるコネクタに応じた測定機能の構成を管理することは、通常測定機能の一部であるリード切れ検出回路を、コネクタインタフェース１５の方に移すことができ、またその可能性がある。以下に、コネクタインタフェース１５の可能な実施態様と共に、コネクタの電気設計の実施例を論じる。
【００６１】
ＥＣＧ測定のために、センサ側コネクタの３つのバージョンを提案する。第１のバージョンは、リードが１２本以下のＥＣＧに対応する。第２のバージョンは、リードが５本以下のＥＣＧに対応する。第３のバージョンは、４線式呼吸測定機能を備える、リードが５本以下のＥＣＧに対応する。これらの構成に使用される電極を、表２に列挙する。
【００６２】
【表２】
2019526135.tif 000004
【００６３】
ＥＣＧ構成とは無関係に、コネクタは、好ましくはケーブルのシールドとインタフェースをとる。さらに、それぞれの電極は、好ましくは保護回路によって保護されている。除細動のパルス印加中にＥＣＧ測定用電子装置を保護するための保護デバイス（たとえば、図３に示す例Ｉ１）は、物理的に大きいので、このデバイスをコネクタ内に統合することは、オプションである。次いで、電極と保護デバイスＩ１との間の直列抵抗（たとえば、図３に示す例Ｒ１）もまた、好ましくは、ケーブル内又はコネクタ内に配置される。この考慮すべき点から、センサ側コネクタの第１のバージョンとしての、１６ピンで１２本リードのＥＣＧコネクタの設計３０は、図６に概要を示すものとなる。
【００６４】
図６は特に、電極接続部３１、シールドされたケーブル３２、保護抵抗３３、第１の接点３４（センサ側コネクタから結合ユニットへ）、ＳＩＤＡＣｔｏｒ３５、３６及び第２の接点３７を示す。さらに、点対称に１つ又は複数の第１の電気式接点を第２の電気式接点のそれぞれと接続するために、ダイオード３８、シールドされた接続部（すなわち、シールドされた接点）３９、及び１つ又は複数の内部接続部３００、３０１が提供され、ここで接点３０１は基準接点として働く。抵抗３３及びＳＩＤＡＣｔｏｒ３５、３６は一般に、保護回路として働く。
【００６５】
コネクタ３０の内部で、同一の名前を有するノードは、電気的に短絡される（たとえば、ｒｌとｒｌ、ｐｒｏｔ＿ｇｎｄとｐｒｏｔ＿ｇｎｄ、及びｌｌとｌｌ）。重複するｐｒｏｔ＿ｇｎｄの接続により、コネクタの向きに関わらず、測定モジュールとケーブル間で保護の基準が常に確実に接続される。重複するｒｌの接続により、コネクタの向きに関わらず、測定モジュールにＲＬ電極が常に接続される。コネクタピンＳｈｉｅｌｄ’とコネクタピンＳｈｉｅｌｄ間のダイオードは、以下で詳述するように、測定管理ユニット１７による、センサ側コネクタの存在検出及び機能の選択を可能にするために、備えられる。他のピンの割り当てもまた、可能である。たとえば、コネクタインタフェース１５がそのピン割り当てを知っている限り、単極リード接続は機能にいかなる影響を与えることもなく交換可能である。
【００６６】
１本リードのＥＣＧへの適用例における図６に示すコネクタの設計を考察して、ＥＣＧコネクタの向きが与える影響を説明する。１本リードのＥＣＧの信号を共に形成する信号ＲＡ、ＬＡは、常にコネクタインタフェース１５に印加されるが、センサ側コネクタの向きに応じて、それらは交換される。したがって、以下で説明するように、コネクタインタフェース１５がコネクタ向きを検出する機能が提供される。３本リードのＥＣＧはまた、電極ＬＬを必要とする。この電極信号は、重複するピン（Ｂ６及びＴ６）上に見られ、したがってセンサ側コネクタの向きに関わらず、コネクタインタフェース１５は同じ入力上でこの電極信号を得る。５本のリードの拡張及び１２本以下のリードの他の構成は、ただ１つの信号コネクタピンだけで使用可能な、追加の電極信号を必要とする。このように、適切な操作のために、センサ側コネクタの向きが知られるべきである。
【００６７】
図６及びその後の図において、たとえば電極接続部３１での大文字（たとえば「ＲＬ」）を与えられた表記は、センサ側接続部における特定の信号を示し、一方小文字（たとえば「ｒｌ」）を与えられた表記は、センサ側コネクタの接点で供給されるものと同じ信号、たとえば図６における保護抵抗の後の表記を示すことに留意されたい。提案するＥＣＧのためのセンサ側コネクタは、すべての電極接続部用の、抵抗及びＳＩＤＡＣｔｏｒで構成される保護ネットワークを備える。ネオン又はトライガードなど、ＳＩＤＡＣｔｏｒの代替のデバイスもまた、使用することができる。すべての電極が使用されているわけではない又は接続されているわけではない場合（たとえば、１本リード、３本リード、又は５本リードのＥＣＧ構成において）でさえ、一般に保護デバイスは存在する。コネクタは、今日しばしば使用されるワークフローに対応し、ここでモニタと電極間の接続は、幹線ケーブル４１（モニタから幹線コネクタ４２へ）とリード線４３（幹線コネクタ４２から電極４４へ）との間で分けられる。センサ側コネクタ４０と電極４４間の接続用に、いくつかの代替のものが存在する。代表的な構成を、図７に示す。
【００６８】
図７に示す構成において、保護デバイスを、医療用結合ユニット４５の中、センサ側コネクタ４０の中、又は幹線ケーブル４１とリード線４３の間のコネクタ４２の中に備えることが可能である。
【００６９】
図８に、５本以下のリードのＥＣＧに対応する、第２のバージョンのセンサ側コネクタ５０を示す。コネクタ５０が、保護デバイスとしてのＳＩＤＡＣｔｏｒ３５、３６と共に図示されている。保護抵抗３３、向き検出のためのダイオード３８、及びシールドされた接続部（すなわち、シールドされた接点）３９がまた、図示されている。
【００７０】
コネクタは重複する接続部ｒｌをピンＴ１及びＢ１上に有している。この重複は厳密には不要であり、ピンＴ１、Ｂ１のうちの１つは、他の目的で使用することができる。たとえば、１つのピンをｒｌからＲＬＤ＿ｓｕｍに、再定義することができる。接続部「ＲＬＤ＿ｓｕｍ」は、２つの５本リードの結合ユニットを組み合わせて、１つの１２本リードの結合ユニットとすることに対応する。これは、２つの（又は複数の）結合ユニットの間で、結合ユニット側コネクタを介して、電気的な接続を達成することを意図するものである。２つの５本リードの結合ユニット間で、結合ユニット側コネクタを介して共用可能な電気的接続部は、ｐｒｏｔ＿ｇｎｄ、ｓｈｉｅｌｄ、及びＲＬＤ＿ｓｕｍを含む。ＲＬＤ＿ｓｕｍピンは、結合ユニット内部のＲＬＤ回路に、又は結合ユニット間で共用されるネットを必要とするいかなる他の機能にも使用することが可能である。他のピン割り当てもまた可能である。たとえば、結合ユニットがそのピン割り当てを知っている限り、ＬＡ及びＲＡの接続部は、機能にいかなる影響を与えることもなく交換可能である。
【００７１】
４線式呼吸測定機能を有する５本以下のリードのＥＣＧに対応する、センサ側コネクタ６０の第３のバージョンを図９に示す。このコネクタ６０は、６個以下の患者の電極に対応する。１２本リードのＥＣＧの簡素化した代替手法として、このような構成が使用され、ここで６つの単極の信号は、ただ２つの単極の電極（たとえば、Ｖ１とＶ２に接続される）の信号から外挿法によって推定される。図に見られるように、４線式インピーダンス測定手法に対応するための、電極ＲＡ、ＬＡ、及びＬＬ用の重複した接続部がある。
【００７２】
結合ユニットのコネクタインタフェースは、どのコネクタピンがＥＣＧ及び呼吸測定のために使用されるかを設定でき、また呼吸測定及びＥＣＧの単一経路を適切にフィルタにかける機能を含む。
【００７３】
他のピン割り当てもまた可能である。たとえば、結合ユニットがそのピン割り当てを知っている限り、単極のリード接続部Ｖ１及びＶ２は、機能にいかなる影響を与えることもなく交換可能である。
【００７４】
上記において、１６ピン、１０ピン、及び１４ピンをそれぞれ使用した、３つのバージョンのＥＣＧ用センサ側コネクタを説明した。以下ＳｐＯ２コネクタのバージョンでは、３つのバージョンのそれぞれを示す。
【００７５】
一般にＳｐＯ２コネクタは８つの接続部が必要なので、１６ピンのコネクタ上のすべての接続部を二重にすることが可能である。この選択では、センサ側コネクタの向きを評価する必要がない。図１０は、１６ピン完全対称のＳｐＯ２コネクタ７０の実施形態を示す図である。
【００７６】
図１０に示す設計は、ＳｐＯ２コネクタ７０が提供する予備のピンがないので、さらに改善を図ってよい。このような予備のピンは、たとえば、追加のＬＥＤからの追加の波長を用いて動作するＳｐＯ２システムに対応するための上位互換性の点から興味深い。これにより、提案するコネクタの設計８０は、図１１に示すものとなる。
【００７７】
同一の名前を持つピンはコネクタ内部で短絡される（たとえば、ＡとＡ、ＢとＢ、ＩｎｎｅｒＳｈｌｄとＩｎｎｅｒＳｈｌｄ、ＯｕｔｅｒＳｈｌｄとＯｕｔｅｒＳｈｌｄ）。ピンＡ及びＢは重複するため、フォトダイオード８１は、コネクタの向きに関わらず常に適切に接続される。内側の及び外側のシールドもまた、常に接続される。２つの逆並列のＬＥＤ８２もまた、常に接続されるが、その向きはコネクタの向きに依存する。ＬＥＤ８２は波長が異なるので、その向きは結合ユニットが知っておくべきである。図１１のピンＴ４、Ｂ４は、図６に示すＥＣＧコネクタ３０のＳｈｉｅｌｄ’信号、Ｓｈｉｅｌｄ信号のために使用されているピンに対応する。このピン割り当てを用いれば、うっかりしてＥＣＧのセンサ側電極がＳｐＯ２測定モジュールに挿入された場合でも、ＬＥＤ電流はＥＣＧ電極に接続されない。さらに、図６に示すＥＣＧコネクタ３０のＳｈｉｅｌｄ’ピン及びＳｈｉｅｌｄピンは、存在検出及び機能選択のために使用される。それによって、ピンＴ４とＢ４との間のネットワーク、ＥＣＧ用のただ１つのダイオード、ＳｐＯ２用の２つの逆並列のダイオード（ＳｐＯ２のＬＥＤによって形成される）又は開回路（センサ側コネクタが使用されない）に基づいて、存在検出及び機能選択が可能である。
【００７８】
ＳｐＯ２コネクタの向きを検出するために、抵抗Ｒｌａｍｂｄａ及び／又はＲｔｙｐｅが使用され得る。これら２つの抵抗は、ＩｎｎｅｒＳｈｌｄとただ１つのコネクタピンの間で意図的に接続される。それによって、ＳｐＯ２コネクタの向きは、ピンＢ３、Ｔ３（ＩｎｎｅｒＳｈｌｄ）並びにＢ１、Ｔ１（Ｒｔｙｐｅ、ＮｏＣｏｎｎ１）及び／又はＢ７、Ｔ７（Ｒｌａｍｂｄａ（またＲλとして示されている）、ＮｏＣｏｎｎ２）の間のインピーダンスから評価することができる。
【００７９】
結合ユニット１０のコネクタインタフェース１５は、好ましくは、以下の検出機能を実行するよう構成される。
−  センサ側コネクタが、結合ユニットに接続されているかどうか。
−  センサ側コネクタが接続されている場合、コネクタの機能（たとえば、ＥＣＧ又はＳｐＯ２）。
−  センサ側コネクタの向き。
検出出力に応じて結合ユニットは、好ましくは、結合ユニット自体をそれに応じて設定する。センサ側コネクタが動作中に断線し、適時任意の瞬間に新しいコネクタが挿入されることがあるので、検出は、連続して行われる。
【００８０】
（ＥＣＧのための）図６及び（ＳｐＯ２のための）図１１に示すコネクタの設計は、患者の電極への駆動電流なしに、コネクタの存在及び機能を評価することに対応する。この手法は、ピンＴ４とＢ４（結合ユニット側コネクタの対応する接点、この場合本実施例では存在検出用接点として動作する）の間で見られるインピーダンスに基づくものである。たとえば、ピンＢ４が一定電位Ｖｒｅｆ（たとえば、結合ユニットの供給電圧の半分）で維持され、小さいテスト電流それ自体がコネクタインタフェースからピンＴ４に送られるとすると、テスト電流は小さな正電流及び小さな負電流の交流パターンに従い得る。ピンＴ４とＢ４間の電圧の差は、継続的にモニタされる。センサ側コネクタの構成に応じて、図１２に示す状態が生じ得る。図１２は、検出電流ｉｔｅｓｔに基づいてセンサ側コネクタの存在及び種類を検出する方法の、様々な信号波形図を示す。
【００８１】
見られるように、ピンＴ４上の電圧（Ｖｓｈｉｅｌｄ’）は、使用されるコネクタに依存する。
−  センサ側コネクタが使用されない場合、電圧はレベルＶｍａｘ及びＶｍｉｎ（通常は、結合ユニットの供給電圧レベル及びグラウンドレベル）で飽和する。
−  ＥＣＧコネクタが使用される場合、その向きは、ピンＶｓｈｉｅｌｄ’での電圧から判明し得る。その電圧は、テスト電流の１つの極では、ダイオード電圧Ｖｄ（通常は０．８Ｖ）にクランプされる。
−  ＳｐＯ２コネクタが適用される場合、電圧はＬＥＤの順方向電圧ＶＬ１及びＶＬ２にクランプされる。その電圧は、ＶＬ１＜（Ｖｍａｘ−Ｖｒｅｆ）及びＶＬ２＜（Ｖｍａｘ−Ｖｒｅｆ）とされている。
【００８２】
ＳｐＯ２ＬＥＤの順方向電圧は知られていないので、検出された電圧からＳｐＯ２センサ側コネクタの向きを検出することは、不可能である。ただし以前に論じたように、向きは、抵抗Ｒλ及びＲｔｙｐｅから評価することができる。
【００８３】
結合ユニットに適用されるセンサ側コネクタの存在、種類、及び向きを検出する別法がある。一実施形態では、これはセンサ側コネクタ内部の短絡されたピンを評価することに基づく。コネクタ内部で短絡されるピンの数は、提案するＥＣＧセンサ側コネクタとＳｐＯ２センサ側コネクタの間で異なる。たとえば、ピンＴ３−Ｂ３は、１６ピンＥＣＧコネクタ内では短絡されないが、１６ピンＳｐＯ２コネクタの内部では対応するピンＩｎｎｅｒＳｈｌｄとＩｎｎｅｒＳｈｌｄ間が短絡される。コネクタインタフェースは、ピンＴ３とＢ３との間、Ｔ６とＢ６との間（結合ユニット側コネクタの対応する接点、この場合本実施例では存在検出用接点として動作する）のインピーダンスの評価に基づいて、
−  Ｔ３とＢ３との間のインピーダンスがハイインピーダンス（開回路）で、且つＴ６とＢ６との間のインピーダンスもまた開回路である場合、センサ側コネクタは存在しない。
−  Ｔ３とＢ３との間のインピーダンスがハイインピーダンス（開回路）で、且つＴ６とＢ６との間のインピーダンスが短絡回路である場合、図６に示す向きに従ってＥＣＧのセンサ側コネクタが接続されている。
−  Ｔ３とＢ３との間のインピーダンスが短絡回路で、且つＴ６とＢ６との間のインピーダンスが開回路である場合、図６に示す構成と反対の向きに従ってＥＣＧのセンサ側コネクタが接続されている。
−  Ｔ３とＢ３との間のインピーダンスが短絡回路で、且つＴ６とＢ６との間のインピーダンスもまた短絡回路である場合、ＳｐＯ２コネクタが接続されている。向きは、Ｒｔｙｐｅピン及び／又はＲλピンから評価できる。
【００８４】
このように、結合ユニットのコネクタインタフェース１５（図１及び図２に示す）は、構成及び／又は向きを検出するために、この検出方法のうちの１つ又は複数を実行する。コネクタインタフェース１５は、測定用電子装置と結合ユニットの入力接続部との間の、スイッチマトリクス、ルーティング接続部のように作用する。さらに、コネクタインタフェース１５は、コネクタピン間の短絡回路を検出するための検出回路を備える。短絡回路の検出は、小さい電流をコネクタに送ることに基づく。結合ユニットが１つ又は複数の入力に電流を送る一方で、電極は患者に接続されるので、この電流の一部は患者に送られる。したがって、検出回路内部の検出電流は、安全の限度値よりも十分低くあり続けなければならない。
【００８５】
図１３に、ＳｐＯ２のためのセンサ側コネクタ９０の１０ピンのバージョンを示す。ピン数を減らしたことにより、すべての接続部を二重にすることは、もはや不可能である。コネクタの存在、機能、及び向きの検出は、図１１に示す１６ピンのバージョンに関するそれと同じ仕組みに従って動作する。
【００８６】
図１４に、ＳｐＯ２のためのセンサ側コネクタ１００の１４ピンのバージョンを示す。フォトダイオード８１の接続は、この場合も、二重になっている（ピンＡ及びＢ）。コネクタの存在、機能、及び向きの検出は、図１１に示す１６ピンのバージョンに関するそれと同じ仕組みに従って動作する。
【００８７】
医療用結合ユニットの構成の、さらなる実施形態が存在する。一実施形態における医療用結合ユニットは、種々の測定に対応し、センサ側コネクタに基づいて結合ユニット自体を設定する。本実施形態において、いかなるバイタルサイン測定にも適用可能な単一の測定ユニット１６が提供される。別の実施形態では、医療用結合ユニットが、バイタルサインのただ１つの種類に対して固有である。したがって、複数の種類の測定ユニット１６が（単一の医療用結合ユニット内又は別々の結合ユニット内に）提供され、それぞれの測定ユニットは対応するセンサ側コネクタと共に動作することを意図したものである。
【００８８】
本明細書で開示されるコネクタの設計は、上記で言及された両方のオプションと共に動作することができる。すべての場合において、間違った種類のセンサ側コネクタが使用されたときでもまた、一般に患者の安全は保証される。
【００８９】
ここまでに説明したコネクタの設計は、受動型コネクタと考えることができた。結合ユニットとセンサ側コネクタとの間で、電源は伝送されていない。これは具体的には、現存する測定用ハードウェアが再利用される場合に使用される。測定用ハードウェアの一部をコネクタに移して、能動型コネクタを設計することもまた可能である。本解決策は、電源及びグラウンドをセンサ側コネクタに移動させる必要がある。能動型コネクタのためのコネクタ設計では、基本的な変更はしない。結合ユニット内のコネクタインタフェースはこの場合にも提供され、センサ側能動型コネクタの種類を検出し、また好ましくは、それに応じて測定ユニットの設定をする。さらにコネクタインタフェースは、センサ側コネクタがいずれの向きにある動作にも、その対応を提供する。将来可能性がある能動型コネクタの利点は、結合ユニット内部のハードウェアがより汎用になり得ることである。
【００９０】
（アナログ及び／又はデジタルの）能動回路を備えるセンサ側コネクタ１１０の実施形態を、図１５に示す。Ｉ／Ｏピンの数は、望まれれば拡張することができる。これは、電力及び他のオプション信号を得るための能動回路ユニット１１１及び能動型拡張ユニット（又は拡張ユニット群）１１２を備える。コネクタ１１０内に有する可能性のある機能は、
−  コネクタ向き検出の、デジタルの実施形態。
−  コネクタ種類又は機能を識別するための、デジタルのコネクタＩＤ。
−  リード切れ検出を実行するための回路。モニタリングは、結合ユニット側の接続の監視及び結合ユニットへの接続の監視を含むことができる。（ＬＥＤなどの）視覚的なインジケータはコネクタ内に備え、接続が確立したユーザへ、簡単で迅速なフィードバックを提供することができる。
【００９１】
本発明について、図面及び前述の記載で詳細に示し、また説明してきたが、こうした図及び説明は代表的又は例示的なものであり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明は、開示する実施形態に限定されない。開示した実施形態に対する他の変形形態は、特許請求の範囲に記載された発明を実施する上で、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、当業者によって理解され達成され得る。
【００９２】
特許請求の範囲で、用語「備える、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、また不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。単一の構成要素又は単一の他のユニットは、特許請求の範囲に列挙された複数の項目の機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【００９３】
特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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